JPS624535A - タレツト式ネジ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明はタレット式ネジ締め装置、特にボルト、ナツト
等のネジ締めのために用いられる自動工具交換型のネジ
締め装置の改良に関する。

［従来の技術１ 従来より、ロボットに自動ネジ締め装置を設け、各種部
品例えばボルト、ナツト等のネジ締め作業が行われてお
り、このようなネジ締め装置として、従来より自動工具
交換型の装置の提案がなされている。

この自動工具交換型のネジ締め装置は、ネジ締めを行う
部品の種類あるいはその大きさに合せた複数のソケット
レンチを右しており、部品の種類又は大きさが変る度に
、使用するソケットレンチを当該部品に対応Ｊるものに
自動的に交換し、そのネジ締め作業を行っている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このような従来のネジ締め装置は、ネジ締め装
置が取り付けられたロボットと、前記交換用のソケット
レンチとが分離して設置されているため、ソケットレン
チの交換を行う場合には、その都度ロボットがソケット
レンチ収納位置まで往復移動する必要があり、工具の交
換を短時間で行うことができないという問題があった。

特にネジ締めを行う部品の種類又は大きさが頻繁に変化
するような組立ラインにおいては、前述した工具交換の
ための時間のロスタイムは極めて大きくなるため、その
有効な対策が望まれていた。

更に、このような従来の装置では、ネジ締め装置自体と
その交換用工具とは分離して設置されているため、この
ような工具交換のための周辺設備が必要となり、この結
宋装置全体が大きなものとなるという問題があった。

発明の目的 本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、工具の交換を短時間で迅速に行うこと
の可能なタレット式ネジ締め装置を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明のネジ締め装置は、主
軸に対し割出し回転可能にタレットテーブルを傾支し、
このタレラミーテーブルの円周［に所定間隔ＩＵに複数
のネジ締め工具を回転可能に設ける。

そして、主軸側に、割り出されたネジ締め工具に対し係
脱自在に形成され当該ネジ締め工具を回転駆動するアク
チュエータを設（〕る。

［作用１ 次に本発明の詳細な説明する。まず本発明のネジ締め装
置において、ネジ締め工具の交換を行う場合には、まず
現在使用しているネジ締め工具に対するアクチュエータ
の係合状態を解除する。次に、タレットテーブルを割出
回転し、所望のネジ締め工具がアクチュエータと対向す
る位置まで到達した時点でタレットテーブルの回転を停
止し、当該ネジ締め工具とアクチュエータとを係合すれ
ばよい。

このように、本発明によればタレットテーブル上に設け
られた複数のネジ締め工具を、タレットテーブルを回転
することにより任意に交換して使用することができ、ネ
ジ締め工具の交換動作を極めて短時間で迅速に行うこと
が可能となる。

更に、本発明によれば、ネジ締め工具の交換に特別な周
辺設備を必要としないため、装置全体を小型化すること
も可能である。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第２図には本発明のタレット式ネジ締め装置の好適な実
施例が示されており、実施例のネジ締め装置１０はロボ
ットアーム１２の先端に“取り付けられ、作業空間を三
次元的に移動し、各種のネジ締め動作を行う。ここにお
いて、前記ロボットアーム１２　ＧＪ、【コボット制御
装置２１２　ａによりその動作が制御される。

第１図には、ロボットアーム１２の先端に取り付けられ
たネジ締め装置１０が示されており、このネジ締め装置
１０は、ロボットアーム１０の先端にフランジ１４を介
してその主軸１６が垂直に取り付けられ、またこの主軸
１Ｇに対しタレット支持体１８が斜め方向、実施例にお
いては４５°の角度をなして一体的に成句は固定されて
いる。

このタレット支持体１８の先端には、タレットテーブル
２０（回転中心が主軸１６に対し４５°の角度をイ１し
ている）が割出し回転可能に取り句【プられており、タ
レッ１−支持体１８内に設【ノられた割出し位置決め用
モータ２２ににり任意に駆動される。実施例において、
し−夕２２はロボット制御’ｌ＋装置１２ａにより０１
作が制御される。

第３図には、このタレットテーブル２０の正面図が示さ
れており、実施例においてこのタレットテーブル２０は
、その周囲に主軸１６と直交する円錐台面２２が形成さ
れており、この円錐り面２２上にネジ締め対象を異にす
る複数のネジ締め工貝、実施例にＪ３いては６個の各種
ソケットレンチ２４が回転可能にかつ等間隔に取り付け
られている。

従って、タレットテーブル２０を割出し回転し、各ソケ
ット・レンチ２４を主軸１６の下方に位置さけると、こ
れら各ソケットレンチ２４の中心軸は主軸１６の中心軸
とぞれぞれ一致することとなる。

また、主軸１６には、このように割出し回転された各ソ
ケットレンチ２４を回転駆動するために、これら各ネジ
締め工具に対し係脱自在に形成され当該ネジ締め工具を
回転駆動するアクチュエータが設りられてＪ５つ、実施
例に−３いてこのアクチュエータは、インバクｌ−レン
チ３０を含み、クラッチ３２を介してソケットレンチ２
４と係脱自在に形成されている。

以上の構成とすることにより、本実施例のネジ締め装置
を用いて所定のネジ締め作業を行う場合には、クラップ
３２を介して、インパクトレンチ３０ど所望のソケット
レンチ２４とを連結し、この状態でインバク１−レンチ
３０によりソケットレンチ２４を回転駆動すればよい。

このようにすることにより、ソケットレンチー２４によ
り、ボルト、ナツト等のネジ締めを行うことができる。

また、実施例の装置で、使用するソケットレンチ２４を
交換する場合には、まずクラッチ３２を切断し、インパ
クトレンチ３０とソケットレンチ２４どの係合状態を解
除し、次にモータ２２を駆動しタレットテーブル２２を
割出し回転制御する。

ぞして、所望のソケッＩ・レンチ２４がクラッチ３２と
対向する位置にきた時点で、タレットテーブル２０の割
出し回転動作を停止し、クラッチ３２を接合する。これ
によりインパクトレンチ３０とソケットレンチ２４はク
ラッチ３２を介して連結され、ソケットレンチ２４の交
換動作が終了する。

このように、本発明によれば、タレットテーブル２０の
割出し回転動作を行うのみでソケットレンチの交換作業
を短時間で迅速に行うことができる。

次に本実施例の詳細な構成を以下に説明する。

見上」」≦１址１ 第４図には本実施例のネジ締め装置の肝細な構成が示さ
れており、第５図及び第６図には第４図に示すタレット
支持体の詳細な構成が示されている。

第５図及び第６図に示ずごとく、本実施例のタレット支
持体１８は支持台４０上に形成されており、この支持台
４０はボルト４２を用いて固定された取付は台４４によ
り主軸１６に所定の角度を持って取イ］り固定されてい
る。

そして、この支持台４０の片側に位置するモータ取（ｌ
け部４６には、サーボモータアダプタ４８が取り（’ｊ
＆−１られており、このサーボモータアダプタ４８に割
出し位置決め用モータ２２が主軸１６に対し４５°の角
度をもって取付は固定されている。

実施例において、この割出し位置決め用モータ２２はり
一−ボモータを用いて形成されており、その回転軸に設
番〕られた駆動プーリ５０はタイミングベルト５４を介
して従動プーリ５２に接続されている。

ここにおいて、タイミングベルト５４のテンション調整
は、調整ボルト５６によりモータアダプタ４８の支持台
４０への取付は位置を微調整することにより行われる。

また、第４図に示すごとく、このようにして回転力が伝
達される従動プーリ５２は、その支持台４０上に設けら
れた固定台６４上に、ベアリング６０を介して回転可能
に取り付けられており、この従動プーリ５２の回転軸５
８は固定台６４を介してその反対側に位置するハーモニ
ックドライブ６２にて減速され、タレットテーブル２０
に伝達される。

ここにおいて、前記ハーモニックドライブ６２は、その
固定部６２ａが固定台５４に取付は固定されており、ま
た回転軸５８の回転は、ウェーブジェネレータ６２ｂ１
フレツクスプライン６２ｃを介してハウジング６２ｄに
減速伝達される。このハウジング６２ｄにはタレッｌ−
テーブル２０に連結されている。

このような（１４成することにより、割出し位置決め用
モータ２２を回転駆動で−ることにより、タイミングベ
ルト５４を介して従動側のプーリ５２が駆動され、この
回転はハーモニツクドライ７テＭ速されたのちタレット
テーブル２０に伝達され、このタレットテーブル２０を
割出し回転駆動することになる。

また、このタレットデープル２０に取リド１けられたソ
ケットレンチ２４は、ネジの六角頭部に嵌合する１■合
孔を有し、クラッチの他方の要素としてのロッド部材７
０にビン７２を介して結合している。そして、このソケ
ットレンチ２４は、ロット部材７０に対し軸線方向に相
対移動可能であり、バネ７４によりタレットテーブル２
０がら離れる方向へ付勢されている。

前記ロッド部材７０の外周には玉軸受７６が取り付けら
れ、この玉軸受７６の外輪は弾性スリーブ７８を介して
タレットテーブル２ｏの円錐台面２６に固定されている
。

実施例に（１３いて、このようにタレットテーブル２０
に回動可能に取り付けられた各ソケットレンチ２４は、
その嵌合穴の内径がそれぞれ異なるように形成されてお
り、前述したタレットテーブル２０の割出し回転により
割り出されたソケットレンチ２４及びロット部材７０の
中心軸は、主軸１６側に設けられた後述するクラッチ係
脱用の主軸９６と同軸上に位置する。

また、前記弾性スリーブ７８は、ソケットレンチ２／ｌ
が、締め回されるボルトなどに対して半径方向にずれた
場合に、このずれを補償してソケットレンチ２４をネジ
の六角頭部に■合さける役割を持ち、またこの弾性スリ
ーブ７２の上方側には押え板８４が配置されている。

え璽 また、本実施例において、主軸１６上には前述したごと
く、インバク１−レンチ３０とクラップ３２の一部とが
同軸上に配置されており、前記インパクトレンチ３０は
ハウジング９０に固定され、コネクタ９１．アダプタを
介して供給される加圧空気により駆動されその回転軸９
２が回転駆動される。

実施例において、この回転軸９２はハウジング９０に設
けられた軸メタル９４により回転可能に軸支されており
、この回転軸９２の先端はスプライン軸９４に結合され
、軸受側のクラッチ係脱用の係合軸９６に歯合している
。

実施例において、クラッチ３２は、このクラッチ係脱用
の係合軸９６とタレットテーブル２ｏ側に設けられたロ
ッド部４１７０と、を含み、クラッチ係脱用の係合軸９
６がロッド部材７ｏと係合づることにより、インパクト
レンチ３ｏの回転力をソケットレンチ２４へ伝達する。

実施例において、このクラッチ係脱用の係合軸９６は、
コネクタ１０４を介して供給される加圧空気によりその
軸線方向の位置が制御され、ロッド部材どの係脱が制御
される。

以下、このクラップの構造を１細に説明する。

シリンダ１００はハウジング９ｏに固定され、ピストニ
ア　１０　Ｂはスプライン軸９４に対して同軸的にかつ
シリンダ１ｏｏ内を＠線方向へ相対移動可能に設けられ
ている。部屋１１０はシリンダ１００どピストン１０８
とにより画定され、コネクタ１０４を介して加圧空気が
供給される。

Ｏリング１１２，１１４は、ピストン１０８及びシリン
ダ１００の環状溝に設けられて、部屋１１０の気密を保
持し、バネ１１６は部屋１１０の容積が減少する方向へ
ビスミーン１０８を付勢する。

バネ１１６が設けられている部屋１１８はシリンダ１０
０のボート１２０を介して大気中へ連通している。ここ
において、ピストン１０８の内部は中空形状になっＣお
り、ベアリング１２２を介してピストン係脱用の係合軸
９６が結合されており、このクラッチ係脱用の係合軸９
６はピストン１０８のｆ／Ｊきに会Ｕでその軸方向に上
下動する。

以上の構成とすることにより、シリンダ１００の部屋１
１０へ加圧空気を導入すると、ピストン１０８は加圧空
気の空気圧によりバネ１１６に抗して上方に移動し、ク
ラッチ係脱用の係合軸９６が１＝ｌツド部材７０の、Ｌ
端から離れ、インパクトレンチ３０どソケットレンチ２
４どは非接触状態となり、この結果、タレットテーブル
２０は割出し回転可能な状態となる。

従って、この状態で、位置決め用モー９２２を駆動状態
にし、ボルト又はナツトの径に一致した径のソケットレ
ンチ２４が割り出されるまでこのタレッＩ−テーブル２
０の割出し回転を行えばよい。

そして、このようにして一致した径のソケットレンチ２
４が割り出されると、インバク１−レンチ３０を緩速で
回転しつつ、部屋１１８から加圧空気をＩＪＩ出づる。

これにより、ビス１−ン１０８は部屋１１０の方へ押や
られ、クラップ係脱用の係合軸９６は緩速で回転しつつ
ロッド部材７０へ接近し、ついにはロッド部材７０に当
接し、インパクトレンチ３０とソケットレンチ２４との
クラッチ接合を完了Ｊる。

従って、この状態でインパクトレンチ３０を駆動すれば
、その回転トルクはクラッチ３２を介してソケットレン
チ２４に伝達され、このソケットレンｆ２４を回転駆動
し、所定のネジ締め動作を良好に行うことが可能となる
゛。

なＪ５、本実施例においては、ビス］−ン１０８に磁石
１２４が内蔵されており、ピストン１０８の位置をシリ
ンダ１００側に設けたオートスイッチ１２６で検出する
ことにより、クラッチの脱着状態の検出を行っている。

１　し回転動作の位置合１！ＩＩ格 また、前述したようなソケットレンチの交換動作を正確
に行うためには、タレットテーブル２０の割出し回転時
においてその原点合拷を正確に行う必要がある。

このために、実施例の装置では、このような原点合Ｖを
行うため、支持台側に近接スイッチ１３０が設けられて
おり、可動側のインデックステーブル２０上に設けられ
たドグ１３２を用いてその原点合せを行っている。

また、第５図に示り“ごどく、本実施例においては、ネ
ジ締め作業時に、インバクトレンブー３０の回転トルク
によりタレットテーブル２０の回転方向への振れが発ト
トシないように、ピン１３６が先端に結合されているエ
アシリンダ１３８が支持台４０側に設置Ｊられている。

そして、コネクタ１４０を介して加圧空気を供給するこ
とにより、エアシリンダ１３８の先端が、位置２００へ
可動しタレットテーブル２０の位置決め穴１４２に係合
し、支持台４０とタレットテーブル２０とを固定する。

五Ｚ鼠盟エユ 次に、第１図に示ずごとく、ロボットアーム１２の先端
に１号けられたネジ締め装置１０を用いて行うネジ締め
動作を第７図に示づ゛フロ］チＶ−トに袖づぎ説明づる
。

実施例において、ロボットはそのロボットアーム１２を
ボルト供給位置まで移動し、インパクトレンチ３０と連
結されたソケッルンチ２４にボルトを供給した後、この
ソケットレンチ２４をワークのボルト穴の上まで移動し
１］ボツトアームを下降さける。

そして、このインバクトレンブ３０を駆動し、このポル
１〜のネジ締め作業を行い、ネジ締め作業が完了した時
点で、次のネジ締め動作を行うボルトが存在するか否か
の判断を行う。

そして、この判断の結果、次のネジ締め動作を行うボル
トが存在する場合には、再度ロボットアームを上昇させ
同様な動作を繰返して行う。

以上が、同一のソケットレンチ２４を用いてネジ締め作
業を行う場合であるが、使用するボルトの直径あるいは
種類が異なる場合には、使用するソケットレンチを交換
する必要がある。

このような場合に、実施例の装置は、前述したロボット
アーム１２のボルト供給位置への移動と平行して以下に
述べる所望のソケットレンチ２４の回転割出し動作を行
う。

すなわち、このようなソケットレンチ２４の交換が必要
となった場合には、まずシリンダ１００の部屋１１０に
まず加圧空気を導入し、インバクＩ・レンチ３０どソケ
ットレンチ２４とを連結するクラッチ３２を切断し、こ
れに続いてエアシリンダ１３８を駆動し、位置決め穴１
４２ど位置決め用のピン１３６どの係合状態を解除づる
。

このようにして、タレットテーブル２０を回転可能な状
態にし、次に接近スイッチ１３０及びドグ１３２を用い
て原点台ゼを行いながら割出し位置決め用モータ２２を
用いて所望のソケットレンチ２４の回転割出し動作を行
う。そして、モータ２２のステッピング回転角度から当
該ソケットレンチ２４がクラップ係脱用の係合軸９６と
同軸上に到達したことを検出し、タレットテーブル２０
の割出し回転を停止する。

そして、この状態で、エアシリンダ１３８を駆動し、位
置決め用のビン１３６を位置決め穴１４２に係合してタ
レットテーブル２０をロックし、これに続いてシリンダ
１００の部屋１１８から加圧空気を抜きクラッチ係脱用
の係合軸９６とロッド部材７０とを連結する。

これにより、インパクトレンチ３０は前述したように、
所望のソケットレンチ２４にクラッチ３２を介して連結
され、一連のソケットレンチ交換動作が完了する。

以上説明したように、本実施例によれば、タレッ１−テ
ーブル２４上に設りられた所望のソケットレンチを任意
に交換使用Ｊることができ、このときのソケットレンチ
２４の交換動作を短時間で迅速に行うことが可能となる
。

従って、本実施例の装置を用いて異なる種類の部品のネ
ジ締めを行うような場合には、使用するソケットレンチ
の交換を短時間で自動的に行うことができるため、これ
らネジ締め動作を従来の装置に比し極めて短時間で効率
良く行うことが可能となる。

なお、前記実施例においては、タレットテーブル２０上
に６個のソケットレンチ２４を設番ノた場合を例にとり
説明したが、本発明はこれに限らず、必要に応じて所望
の数のソケットレンチを適宜段・ノることが可能である
。

また、本実施例においては、ネジ締め工具として、ソケ
ットレンチを用いた場合を例にとり説明したが、他の種
類のネジ締め工具に対しても同様にその交換を行うこと
が可能である。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、使用するネジ締
め工具の交換を短時間でかつ迅速に行うことができ、し
かもこれら各ネジ締め工具がネジ締め装置と一体的に形
成されているため、従来の装置に比しその設備を簡単か
つ小型なものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタレット式ネジ締め装置の好適な実施
例を示１外観図 第２図は第１図に示す装置の使用説明図、第３図は第１
図に示す装置のタレットテーブルの外観図、 第４図は第１図に示す装置の一部切り欠いた断面説明図
、 第５−図及び第６図は第１図に示す′装置のタレット支
持体部分の構成を示す説明図、 第７図は本実施例の動作を示すフローチャート図である
。 １０　・・・　タレット式ネジ締め装置１６　・・・　
主軸 ２０　・・・　タレットテーブル ２２　・・・　割出し位置決め用モータ２４　・・・　
ネジ締め工具としてのソケットレンチ２６　・・・　円
錐台面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸に対し割出し回転可能に傾支されたタレット
   テーブルと、 このタレットテーブルの円周上に所定間隔毎に回転可能
   に支持された複数のネジ締め工具と、前記主軸側に設け
   られ、割出されたネジ締め工具に対し係脱自在に形成さ
   れ、当該ネジ締め工具を回転駆動するアクチュエータと
   、 を含み、タレットテーブル上に設けられた複数のネジ締
   め工具を任意に交換使用することを特徴とするタレット
   式ネジ締め装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）装置において、前記タレッ
   トテーブルは、その周囲に主軸と直交する円錐台面を有
   し、この円錐台面上に複数のネジ締め工具を等間隔に取
   付けてなることを特徴とするタレット式ネジ締め装置。